Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak"

Łukasz Socha
8 lat temu
Przeglądów:

1 Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria Środowiska w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Inżynieria Środowiska w ramach projektu Era inżyniera

2 ypy reakcji chemicznych w chemii nieorganicznej Reakcja chemiczna przemiana, podczas której jedne substancje (substraty) przekształcają się w inne (produkty); Substraty reakcja chemiczna Produkty 1. Podział ze względu na liczbę substratów i produktów reakcja syntezy (łączenia) dwa lub więcej substraty łączą się w jeden produkt np. 2Mg + O 2 = 2MgO reakcja rozkładu (analizy) substancja złożona w wyniku reakcji rozpada się na dwie lub więcej substancji prostszych np. CaCO 3 CaO + CO 2 Reakcja wymiany polega na przekształceniu dwóch lub więcej substratów w dwa lub więcej produktów. pojedynczej - kiedy dwie lub więcej substancji prostych i złożonych przekształca się w dwie lub więcej substancji, przy czym jedna z nich jest prosta np. Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2 podwójnej gdy dwie lub więcej substancji złożonych w wyniku reakcji przekształca się w dwie lub więcej substancji złożonych np. 3KOH + H 3 PO 4 = K 3 PO 4 + 3H 2 O 2. Ze względu na stopień utlenienia atomów: reakcje przebiegające bez zmiany stopnia utlenienia np. +II -II +I +I -I +II -I Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O reakcje podczas których następuje zmiana stopni utlenienia atomów reakcje utleniania redukcji (redoks) np. +I -II +IV -II +I -I +II -I 0 PbO HCl = PbCl 2 + Cl H 2 O +I -II Stopień utlenienia pierwiastka to liczba dodatnich bądź ujemnych ładunków elementarnych, które uzyskałby dany atom, gdyby wszystkie wiązania w cząsteczce były jonowe. reakcje redoks międzycząsteczkowe lub międzyatomowe wymiana elektronów następuje pomiędzy różnymi atomami, cząsteczkami, jonami np. 0 +V +VI +II S + 2 HNO 3 = H 2 SO NO reakcje redoks wewnątrzcząsteczkowe wymiana elektronów następuje pomiędzy dwoma różnymi atomami należącymi do jednej cząsteczki np. +V -II 0 -I KClO 3 = 3/2 O 2 + KCl reakcje dysproporcjonowania wymiana elektronów następuje pomiędzy dwoma jednakowymi atomami, cząsteczkami bądź jonami, w wyniku czego część atomów ulega redukcji a część utlenieniu np.

2Mg + O 2 = 2MgO reakcja rozkładu (analizy) substancja złożona w wyniku reakcji rozpada się na dwie lub więcej substancji prostszych np.

3 +V +VII -I 4 KClO 3 = 3 KClO 4 + KCl 3. Podział ze względu na efekt energetyczny towarzyszący reakcji: reakcje egzoenergetyczne następuje przepływ energii od reagentów do otoczenia np. spalanie węgla (entalpia reakcji H < 0) reakcje endoenergetyczne energia przepływa z otoczenia do reagentów np. termiczny rozkład węglanu wapnia (entalpia reakcji H > 0). 4. Reakcje charakterystyczne, spełniające określone warunki np. reakcje zobojętniania reakcje wodorotlenku z kwasem, np. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O reakcje strącania reakcje przebiegające w roztworze, których trudno rozpuszczalny produkt reakcji wydziela się w postaci osadu, np. AgNO 3 + HCl = AgCl + HNO 3 roztwarzanie reakcja chemiczna ciała stałego z cieczą, w wyniku której powstaje produkt rozpuszczalny w tej cieczy, np. 2Na + 2 H 2 O = 2 NaOH + H 2 5. Reakcje odwracalne i nieodwracalne reakcje nieodwracalne reakcje, które prowadzą do całkowitego zużycia się któregoś z reagentów (substratu lub produktu) np. poprzez opuszczenie środowiska reakcji w postaci gazu lub tworzenie się osadu trudno rozpuszczalnego związku np. BaCl 2 + K 2 SO 4 = BaSO KCl Reakcje odwracalne przebiegają w obu kierunkach wg tego samego równania reakcji. Reakcja ta nie przebiega do końca w żadnym kierunku, a reagenty w zależności od kierunku reakcji są substratami bądź produktami reakcji. Pomiędzy substratami i produktami ustala się stan równowagi dynamicznej, a zależność stężeń reagentów określona jest przez prawo działania mas. [Prawo działania mas (Guldberga, Waagego) w stanie równowagi chemicznej, stosunek iloczynu stężeń produktów podniesionych do odpowiednich potęg do iloczynu stężeń substratów podniesionych do odpowiednich potęg, jest wielkością stałą w danej temperaturze, dla danej reakcji]. Przykładem reakcji odwracalnej może być reakcja tworzenia amoniaku zgodnie ze schematem: 3H 2 + N 2 2NH 3 6. Reakcje homogeniczne i heterogeniczne reakcje homogeniczne jednofazowe, reagenty biorące udział w reakcji chemicznej występują w jednej fazie np. gazowej w przypadku reakcji: H 2 (g) + Cl 2 (g) = 2 HCl (g) reakcje heterogeniczne wielofazowe, zachodzące na granicy kilku faz np. ciała stałego i gazu: C (s) + O 2 (g) = CO 2 (g) 7. Równania reakcji chemicznych Przemiany chemiczne przedstawiane są przy pomocy równań chemicznych, czyli zapisu przebiegu procesu chemicznego zawierającego symbole lub/i wzory substratów i produktów reakcji. Przed wzorami lub symbolami reagentów umieszcza się liczby zwane

Reakcje charakterystyczne, spełniające określone warunki np. reakcje zobojętniania reakcje wodorotlenku z kwasem, np.

4 współczynnikami stechiometrycznymi, które wskazują liczbę cząsteczek biorących udział w reakcji chemicznej, np. współczynniki stechiometryczne 2 Mg + O 2 = 2 MgO indeks stechiometryczny Liczbę atomów pierwiastka w reagencie występującym w równaniu chemicznym określa się poprzez iloczyn współczynnika stechiometrycznego i indeksu stechiometrycznego np. 2 MgO zawiera: 2 1 = 2 atomów magnezu i 2 1 = 2 atomów tlenu. Liczba atomów danego pierwiastka przed reakcją i po reakcji jest jednakowa, a dobranie wszystkich niezbędnych współczynników w równaniu stanowi o uzgodnieniu równania reakcji chemicznej. Zadania: 1.Ułóż przykładowe równania reakcji i podaj nazwy systematyczne reagentów: a) syntezy i analizy, w których powstaje tlenek miedzi(ii), b) analizy i wymiany w wyniku których tworzy się wodór cząsteczkowy. 2. Wskaż, które z podanych równań reakcji chemicznych odpowiadają reakcjom endoi egzotermicznym. a) H 2 + I 2 = 2 HI H = 52kJ b) 2 CO + O 2 = 2 CO 2 H = kj c) Fe 2 O 3 + Al = Al 2 O 3 + 2Fe H = kj d) CaCO 3 CaO + CO 2 H = 182 kj 3. Określ jaki to typ reakcji, uzgodnij równanie reakcji oraz nazwij substraty i produkty. a) AgNO 3 + Zn = Zn(NO 3 ) 2 + Ag b) KOH + H 3 PO 4 = K 3 PO 4 + H 2 0 c) HgO Hg + O 2 d) H 2 + O 2 = H 2 O e) Mg + CuCl 2 = MgCl 2 + Cu f) NH 4 HCO 3 NH 3 + H 2 O + CO 2 g) H 2 + Cl 2 = HCl 4. Wskaż poprawne stwierdzenie: a) w reakcji 1 mola glinu z 2 molami chlorowodoru powstaje 1 chlorku glinu i 1 mol wodoru, b) w reakcji 2 moli wodorotlenku sodu z jednym molem kwasu siarkowego(vi) powstaje 1 mol siarczanu(vi) sodu i 2 mole wody, c) w reakcji 1 mola żelaza z 1 molem siarki powstaje 1 mol siarczku żelaza(ii), d) odpowiedzi b) i c) są poprawne. 5. Uzgodnij następujące równania reakcji chemicznych oraz nazwij produkty reakcji. a) CuO = Cu + O 2

stechiometrycznego i indeksu stechiometrycznego np. 2 MgO zawiera: 2 1 = 2 atomów magnezu i 2 1 = 2 atomów tlenu.

5 b) Cu + S = Cu 2 S c) NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 d) CaCO 3 + HCl = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O e) Mg + O 2 = MgO f) HCl + Zn = ZnCl 2 + H 2 g) Ga 2 O 3 + H 2 SiO 3 = Ga 2 (SiO 3 ) 3 + H 2 O 6. Podczas spalania związków organicznych powstaje tlenek węgla(iv) i woda np. C 3 H O 2 = 3 CO H 2 O Ułóż równania reakcji spalania następujących węglowodorów: CH 4, C 2 H 4, C 2 H 6, C 4 H 10, C 5 H Podczas termicznego rozkładu nadmanganianu potasu powstają: manganian(vi) potasu, dwutlenek manganu i tlen. Ułóż równanie zachodzącej reakcji chemicznej i uzgodnij współczynniki stechiometryczne w równaniu.

C 3 H 8 + 5 O 2 = 3 CO 2 + 4 H 2 O Ułóż równania reakcji spalania następujących węglowodorów: CH 4, C 2 H 4, C 2 H 6, C 4 H 10, C 5 H 10 7.

Podobne dokumenty

TYPY REAKCJI CHEMICZNYCH

1 REAKCJA CHEMICZNA: TYPY REAKCJI CHEMICZNYCH REAKCJĄ CHEMICZNĄ NAZYWAMY PROCES, W WYNIKU KTÓREGO Z JEDNYCH SUBSTANCJI POWSTAJĄ NOWE (PRODUKTY) O INNYCH WŁAŚCIWOŚCIACH NIŻ SUBSTANCJE WYJŚCIOWE (SUBSTRATY)